Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 1.736
5-Year Impact Factor – 2.135
Index Copernicus  – 168.52
MEiN – 70 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2006, vol. 15, nr 2, March-April, p. 265–269

Publication type: original article

Language: English

Elevated Levels of an Angiogenic Factor, Midkine, in Serum of Patients with Hernia

Podwyższone stężenie czynnika naczyniopochodnego, midkiny, w surowicy krwi pacjentów z przepukliną

Małgorzata Krzystek−Korpacka1,, Małgorzata Matusiewicz1,, Krzysztof Grabowski2,, Dorota Diakowska2,, Irena Kustrzeba−Wójcicka1,, Teresa Banaś1,

1 Department of Medical Biochemistry, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

2 Department of Gastrointestinal and General Surgery, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

Abstract

Background. Gastrointestinal malignancies are among the leading causes of cancer−related deaths in the western world, which is a result of too late detection of on−going carcinogenesis. At the same time, angiogenesis is an essential event for tumour progressive growth and metastasis. Midkine (MK), together with other angiogenic factors, is engaged in this process. During last years its expression in malignancies of gastrointestinal tract and possible application as a tumor marker have been intensively studied, both at m−RNA and protein levels. Hernia patients often serve as controls in studies on disorders of gastrointestinal tract as rapture usually does not cause any changes in most of biochemical parameters. In order to determine if it is also true in case of midkine, the authors studied serum midkine levels in this group of patients in comparison with apparently healthy blood donors.
Objectives. Establishing the serum level of midkine in hernia patients, comparision with healthy subjects and elucidation whether sera from hernia patients can serve as controls in midkine assays.
Material and Methods. The authors measured serum levels of midkine in hernia patients (n = 23) in comparison with apparently healthy subjects (n = 43). In the studies the authors applied a double antibody sandwich indirect enzyme−linked immunosorbent assay (DASI−ELISA) with antibodies against human midkine from two hosts: rabbit as capture and goat as detection antibodies. Biotin−streptavidin conjugated with horseradish peroxidase amplification−detection system was utilized. Oxidation product of tetramethylbenzidine was measured at 450 nm and the intensity of the developed colour was proportional to midkine concentration in the sample.
Results. The median midkine level in sera from hernia patients was significantly higher compared to healthy blood donors (0.38 ng/ml and 0.14 ng/ml, respectively). In over 43% of studied hernia patients, serum midkine levels were elevated above upper normal range established as 82nd percentile of midkine level in healthy subjects.
Conclusion. In the case of midkine determination, hernia patients should be excluded from control groups as midkine level is already elevated in some patients in this condition.

Streszczenie

Wprowadzenie. Nowotwory przewodu pokarmowego są jedną z głównych przyczyn zgonów związanych z chorobą nowotworową, co w dużej mierze wynika ze zbyt późnego ich rozpoznawania, najczęściej w stadium zaawansowania choroby wykluczającym leczniczą resekcję. Kluczowym procesem w karcynogenezie jest angiogeneza, w którą są zaangażowane czynniki angiogenne, m.in. midkina (MK). W ciągu ostatnich lat intensywnie bada się ekspresję midkiny w nowotworach przewodu pokarmowego zarówno na poziomie białka, jak i mRNA oraz możliwości wykorzystania midkiny jako biomarkera choroby nowotworowej. W wielu doświadczeniach dotyczących chorób przewodu pokarmowego pacjentów z przepuklinami, bez widocznych objawów współistnienia innych chorób, wybiera się jako grupę kontrolną, gdyż uważa się, że obecność przepukliny nie wpływa na większość wskaźników biochemicznych krwi. W celu określenia, czy takie przekonanie jest zasadne odnośnie do czynnika wzrostu midkiny, porównano jej stężenie w surowicy pacjentów z przepuklinami oraz u osób uznanych za zdrowe.
Cel pracy. Ustalenie stężenia midkiny w surowicy pacjentów z przepuklinami porównanie go ze stężeniem uzyskanym dla grupy osób uznanych za zdrowe i określenie przydatności pacjentów z przepuklinami jako grupy kontrolnej w badaniach nad midkiną.
Materiał i metody. Zmierzono stężenie midkiny w surowicy krwi pacjentów z przepuklinami (n = 23) i porównano ze stężeniem midkiny w surowicy osób zdrowych (n = 43). Do oznaczeń wykorzystano test immunoenzymatyczny ELISA typu sandwich z dwoma rodzajami przeciwciał skierowanych przeciwko midkinie (DASI−ELISA): przeciwciał króliczych jako przeciwciał opłaszczających i przeciwciał kozich jako przeciwciał wykrywających. W teście zastosowano system detekcji i amplifikacji sygnału biotyna–streptawidyna skoniugowana z peroksydazą z chrzanu i tetrametylobenzydynę jako substrat. Produkt reakcji oznaczano kolorymetrycznie przy 450 nm.
Wyniki. W grupie pacjentów z przepuklinami zaobserwowano znacząco większą medianę stężenia midkiny niż w grupie osób uznanych za zdrowe (odpowiednio: 0,38 ng/ml i 0,14 ng/ml). Stwierdzono, że w ponad 43% przypadków pacjentów z przepuklinami, stężenie midkiny w surowicy krwi przekracza górną granicę zakresu normalnego, określonego jako średnia + SD.
Wnioski. Pacjenci z przepuklinami, przynajmniej w badaniach nad czynnikiem wzrostu – midkiną, nie mogą być grupą kontrolną, gdyż obecności przepukliny towarzyszy podwyższone stężenie midkiny w surowicy.

Key words

midkine, ELISA, tumour marker, growth factor, hernia

Słowa kluczowe

midkina, ELISA, marker nowotworowy, czynnik wzrostu, przepuklina

References (16)

  1. Choudhuri R, Zhang HT, Donnini S, Ziche M, Bicknell R: An angiogenic role for the neurokines midkine and pleiotrophin in tumorigenesis. Cancer Res 1997, 57, 1814–1819.
  2. Muramatsu T: Midkine and Pleiotrophin: Two Related Proteins Involved in Development, Survival, Inflammation and Tumorigenesis. J Biochem 2002, 132, 359–371.
  3. Aridome K, Tsutsui J, Takao S, Kadomatsu K, Ozawa M, Aikou T, Muramatsu T: Increased midkine gene expression in human gastrointestinal cancers. Jap J Cancer Res 1995, 86, 655–661.
  4. Obata Y, Kikuchi S, Lin Y, Yagyu K, Muramatsu T, Kumai H, Tokyo Research Group on Prevention of Gastric Cancer: Serum midkine concentrations and gastric cancer. Cancer Sci 2005, 96, 54–56.
  5. Muramatsu H, Song X, Koide N, Hada H, Tsuji T, Kadomatsu K, Inui T, Kimura T, Sakakibara S, Muramatsu T: Enzyme−linked immunoassay for midkine and its application to evaluation of midkine levels in developing mouse brain and in sera from patients with hepatocellular carcinomas. J Biochem 1996, 119, 1171–1175.
  6. Ikematsu S, Yano A, Aridome K, Kikuchi M, Kumai H, Nagano H, Okamoto K, Oda M, Sakuma S, Aikou T, Muramatsu H, Kadomatsu K, Muramatsu T: Serum midkine levels are increased in patients with various types of carcinomas. Brit J Cancer 2000, 83, 701–706.
  7. Działoszyński LM: The clinical value of arylsulfatase estimation in urine. Clin Chim Acta 1957, 2, 542–547.
  8. Krzystek−Korpacka M, Matusiewicz M, Grabowski K, Diakowska D, Boehm D, Kustrzeba−Wójcicka I, Banaś T: Immunoenzymatic method for midkine determination in serum. Adv Clin Exp Med, in press.
  9. Kanazawa A, Yoshioka Y, Inoi O, Murase J, Kinoshita H: Acute respiratory failure caused by an incarcerated right−sided adult Bochdalek hernia: report of the case. Surg Today 2002, 32, 812–815.
  10. Gupta MK, Qin R−Y: Mechanism and its regulation of tumor−induced angiogenesis. World J Gastroenterol 2003, 9, 1144–1155.
  11. Shehata SMK, Mooi WJ, Okazaki T, El−Banna I, Sharma HS, Tibboel D: Enhanced expression of vascular endothelial growth factor in lungs of newborn infants with congenital diaphragmatic hernia and pulmonary hypertension. Thorax 1999, 54, 427–431.
  12. Reynolds PR, Mucenski ML, Le Cras TD, Nichols WC, Whitsett JA: Midkine Is Regulated by Hypoxia and Causes Pulmonary Vascular Remodeling. J Biol Chem 2004, 279, 37124–37132.
  13. Shimada H, Nabeya Y, Okazumi S, Matsubara H, Kadomatsu K, Muramatsu T, Ikematsu S, Sakuma S, Ochiai T: Increased serum midkine concentration as a possible tumor marker in patients with superficial esophageal cancer. Oncol Rep 2003, 10, 411–414.
  14. Avidan B, Sonnenberg A, Schnell TG, Sontag SJ: Hiatal hernia and acid reflux frequency predict presence and length of Barrett’s esophagus. Dig Dis Sci 2002, 47, 256–264.
  15. Jones MP, Sheldon SS, Rabine JC, Ebert CC, Huang Ch−F, Kahrilas PJ: Hiatal hernia size is the dominant determinat of esophagitis presence and severity in gastroesophageal reflux disease. Am J Gastroenterol 2001, 96, 1711–1717.
  16. Silha JV, Krsek M, Sucharda P, Murphy LJ: Angiogenic factors are elevated in overweight and obese individuals. Int J Obes Relat Metab Disord 2005 June 7; advance online publication; doi:10.1038/sj.ijo.0802987.